Giáo trình động lực hơi nước tàu thủy part 9 ppt

177 Hình 3.45. Ống phun ở các tầng trung gian. 1 – Thân ống phun. 2 – Bánh tónh. 3 – Mối tán đinh. 4 – Ống phun. 5 – Tấm đệm dưới. 6 – Tấm đệm trên. a) Kết cấu kiểu tán đinh. b) Kết cấu kiểu hàn. c) Kết cấu kiểu đúc liền. 2. Bánh tónh Trên Bánh tónh có lắp các ống phun hoặc cánh dẫn (cánh hướng). Cánh dẫn được sử dụng trong các tuốc bin xung kích, dùng để phân chia thân tuốc bin thành các tầng làm việc riêng rẽ. Bánh tónh được chế tạo từ 2 nửa, nửa trên ghép nối với thân trên, nửa dưới ghép nối với thân dưới. 178 Bánh tónh chòu tác động nhiệt độ cao của hơi nước, chòu tác động của rung động, chòu tác động của ứng suất nhiệt, chòu tác dụng của uốn, do đó vật liệu chế tạo bánh tónh phải đảm bảo đủ độ bền cho bánh tónh. Bánh tónh có thể được chế tạo từ thép đúc, gang đúc. Có thể được hàn và phay hoàn chỉnh cả bộ cánh, có thể được đúc và phay hoàn chỉnh cả bộ cánh và cũng có thể được hàn ghép các chi tiết sau khi cán hoặc rèn. II. CÁNH ĐỘNG Hình 3.46. Kết cấu của các loại cánh động. a) Cánh động của tuốc bin xung kích. b) Cánh động của tuốc bin xung kích có độ phản kích nhất đònh. c) Cánh động của tuốc bin phản kích. Hình 3.47. Các phương pháp lắp cánh động lên trục tuốc bin. 179 A) – cánh động được ép vào trục. B) – cánh động ép lên trục. C) – cánh động kết nối với trục kiểu tán đinh. D) – cánh động kết nối với trục kiểu hàn. Cánh động được lắp lên trục của tuốc bin bằng cách ép vào trục, ép lên trục, bằng cách tán đinh hoặc hàn (hình 3.47). Cánh động là chi tiết quan trọng nhất của tuốc bin. Hình dáng của cánh động, độ chính xác trong chế tạo cánh động ảnh hưởng rất lớn đến quá trình biến đổi năng lượng trong tuốc bin, ảnh hưởng đến hiệu suất của tuốc bin. Cánh động của tuốc bin quay với vận tốc rất lớn, trong điều kiện làm việc khắc nghiệt: áp suất hơi, nhiệt độ hơi cao, nhất là ở các tầng đầu của tuốc bin và quay trong môi trường có các hạt nước ở các tầng cuối của tuốc bin. Vì vậy vật liệu chế tạo cánh động phải đủ bền, chòu được nhiệt độ cao, chòu được ứng suất nhiệt, chòu được ứng suất cơ, chòu được va đập thuỷ lực của các hạt nước (thuỷ kích). Hình dáng cánh phải được tính toán chính xác, công nghệ chế tạo và lắp ráp cũng phải chính xác. Dao động của cánh động: Cánh động thường được chế tạo bằng vật liệu có tính đàn hồi, dễ phát sinh ra dao động. Do tác động của các dòng hơi thổi vào từ các ống phun, cánh động của tuốc bin có các dao động sau: - Dao động theo phương tiếp tuyến. - Dao động theo phương dọc trục. - Dao động xoắn. Dao động của cánh tuốc bin thường được khử bởi chính khối lượng vật liệu của cánh động, hoặc của môi trường xung quanh (hơi nước). Nhưng nếu tần số dao động đạt giá trò cộng hưởng, thì dao động của cánh động càng tăng, có thể gây nên những hậu quả nghiêm trọng (như gẫy cánh). Dao động của cánh động phụ thuộc vào loại xung, tần số của xung, phụ thuộc vào hình dáng, kích thước cánh và phương pháp lắp cánh. Một trong những nguyên tắc để giảm dao động của cánh tuốc bin là các cánh được cố đònh với nhau thành từng cụm (có thể cố đònh vài cánh với nhau, nhưng cũng có thể cố đònh đến 20 cánh với nhau). Có 2 cách cố đònh các cánh để giảm dao động: - Cố đònh các cánh động bằng các vành kín ở đỉnh cánh. Vành kín đỉnh cánh được lắp ráp vào cánh bằng cách tán đinh hoặc hàn. - Cố đònh cánh bằng các dây đai kim loại, đường kính dây đai kim loại phụ thuộc vào chiều rộng cánh và bằng 4 ÷ 9mm. 180 Hình 3.48. Vành cố đònh cánh động kiểu tán đinh 1 – Cánh động. 2 – Vành cố đònh cánh động. 3 – Tán đinh. a) Mối tán đinh thẳng. b) Mối tán đinh có gia cố. c) Mối tán đinh với các tấm nhọn làm kín dọc trục và hướng kính. Hình 3.49 Vành cố đònh cánh động kiểu hàn 1 – Cánh động. 2 – Vành cố đònh. 3 – Mối hàn. 4 – Hình dáng của vành cố đònh. 181 Hình 3.50. Các dây đai cố đònh cánh động tuốc bin. 1 – Cánh động. 2 – Dây đai kim loại cố đònh cánh động. 3 – Dây đai khử dao động, Vật liệu để chế tạo cánh động: Vật liệu chế tạo cánh động cần có độ bền ở nhiệt độ cao, có khả năng gia công cơ khí dễ dàng, chòu được ăn mòn và sói mòn. Các cánh động làm việc ở nhiệt độ t < 125 0 C, được làm bằng thép crôm không rỉ, thành phần của Cr = 12,5 ÷ 14,5%. Khi cánh làm việc ở nhiệt độ cao hơn (đến 480 ÷ 500 0 C), dùng thép không rỉ Crôn, niken; hàm lượng niken bằng 14%. Cánh làm việc ở nhiệt độ t = 500 ÷ 550 0 C, được chế tạo từ thép austenit có hàm lượng niken bằng 12 ÷ 14%, hàm lượng Crôm bằng 14 ÷ 16%. III. TRỤC TUỐC BIN (rôto) Trục tuốc bin là chi tiết đắt tiền nhất của tuốc bin, khó chế tạo nhất. Trục tuốc bin dài và nặng, phải được gia công rất chính xác, đảm bảo khe hở thích hợp giữa các chi tiết tónh và chi tiết động. Trục tuốc bin làm việc trong điều kiện không thuận lợi , khối lượng trục quay lớn, các điểm tựa của trục cách rất xa nhau, phụ tải tónh lớn, phụ tải động lớn (vận tốc quay của khối lượng lớn), chòu tác động của phụ tải nhiệt lớn (quay trong môi trường có nhiệt độ cao, độ chênh lệch nhiệt độ hơi vào tuốc bin và hơi ra tuốc bin lớn). Dựa vào kết cấu của trục tuốc bin, ta có thể phân ra thành trục có kết cấu dạng đóa và trục có kết cấu dạng trống. Trục dạng đóa thường được dùng cho các tuốc bin xung kích. Trục dạng trống được dùng cho các tuốc bin phản kích. Dựa vào tốc độ quay của trục ta có trục cứng và trục mềm. Trục cứng có vòng quay nhỏ hơn vòng quay tới hạn. Trục mềm có vòng quay lớn hơn vòng quay tới hạn. 182 Hình 3.51. Các loại trục tuốc bin a) Trục dạng đóa. b) Trục dạng trống. 1. Trục dạng đóa Trục dạng đóa thường được sử dụng trong tuốc bin xung kích. Trục dạng đóa có thể được đúc liền thành một khối (cả trục và đóa là một khối đúc), hoặc có thể được đúc rời (trục được đúc riêng và đóa của các cánh động được đúc riêng, sau đó ghép lại với nhau). Việc gia công trục và đóa liền 1 khối khó khăn hơn về công nghệ đúc, vì khuôn đúc có đường kính lớn. Gia công trục đóa rời dễ dàng hơn, nhưng khó khăn hơn nhiều trong việc lắp ráp, vì số lượng các chi tiết lắp ráp chính xác giữa trục và đóa rất nhiều. Loại trục được sử dụng và hình dáng của đóa phụ thuộc chủ yếu vào vận tốc vòng của đóa. Với vận tốc vòng u < 130m/s đóa có chiều dày không đổi. Khi vận tốc lớn đến 170 m/s, phần cuối đóa ghép với trục được gia cường bằng cách tăng chiều dày của đóa. Khi vận tốc vòng lớn hơn đóa có hình dáng đặc biệt, kích thước đóa được xác đònh bằng cách tính toán. Để dễ dàng lắp ráp và sửa chữa các đóa cánh động, trục có cấu tạo đường kính khác nhau, đường kính lớn nhất ở giữa trục và giảm dần về 2 phía. 183 Hình 3.52. Các kiểu kết cấu của trục dạng đóa a) Trục dạng đóa đúc liền. b) Trục dạng đóa đúc rời. 2. Trục dạng trống Trục dạng trống được sử dụng chủ yếu ở tuốc bin phản kích. Trục dạng trống cũng có thể đúc liền hoặc đúc rời. Trục dạng trống đúc rời thường được dùng cho các trục đường kính lớn, vì khi đó đúc liền trục sẽ quá nặng. Để giảm khối lượng, trục thường đúc rỗng ruột, vật liệu chế tạo trục cũng đòi hỏi chất lượng rất cao, giống như cho các cánh động, ngoài ra còn thoả mãn thêm các yếu tố như: có thể hàn tốt, có thể rèn tốt v.v Ở tuốc bin có nhiệt độ t < 580 0 C, trục được chế tạo bằng thép pelit, ở tuốc bin có nhiệt độ t ≥ 580 0 C, trục được chế tạo bằng thép austenit. 184 Hình 3.53. Kết cấu trục tuốc bin dạng trống 1 – Trục dạng trống. 2, 4 – Các đoạn đầu trục. 3 – Tầng điều chỉnh. 5 – không gian. IV. THÂN TUỐC BIN Thân tuốc bin chòu tác dụng của: - Khối lượng của các chi tiết lắp ráp trong thân tuốc bin. - Ứng suất nhiệt do biến đổi nhiệt độ của dòng hơi theo chiều dài thân. - Áp suất của hơi công tác. - Chòu tác dụng của rung động. Thân tuốc bin có cấu tạo hình trụ hoặc hơi côn, cấu tạo của thân tuốc bin phụ thuộc vào hình dáng của trục tuốc bin (rôto). Thân tuốc bin thường được chế tạo thành nửa trên và nửa dưới riêng biệt, hoặc thành từng phần riêng biệt. Mặt tiếp giáp của các phần phải được rà phẳng, bôi matít dày 0,5 ÷ 2mm và được nối với nhau bằng bulông, nửa thân trên thường có 4 ÷ 8 bulông chuyên dùng, để khi vặn các bulông này vào, chúng sẽ tách nửa trên và nửa dưới ra. Các bulông chuyên dùng này có vai trò đặc biệt quan trọng trong quá trình tháo rỡ tuốc bin. Nửa dưới thân tuốc bin có các trụ đỡ gắn với thân tầu để đỡ trục tuốc bin, phía nạp hơi có trụ đỡ di động để đảm bảo cho thân tuốc bin chuyển dòch được khi giãn nở nhiệt. Trụ đỡ di động có loại trượt, có loại uốn. Phía trong thân tuốc bin có chế tạo các hốc để lắp bộ làm kín trục, lắp các cánh dẫn (cánh hướng), các bánh tónh của tầng điều chỉnh. 185 186 Hình 3.54.Kết cấu thân tuốc bin. a) Mặt cắt dọc. b) Hình nhìn từ tên xuống. c) Mặt cắt ngang. 1,2 – Nửa dưới thân tuốc bin. 3,4 - Nửa trên thân tuốc bin. 5 – Cánh gia cường. 6 – Lỗ lắp bulông thường. 7 - Lỗ lắp bulông chính xác 8 – Lỗ lắp bulông 2 mặt. 9 – Lỗ lắp bulông ép tháo thân tuốc bin. 10, 11 – Thân lắp bệ đỡ. 12 – Tay nắm. 13 – Lỗ lắp bulông cố đònh thân tuốc bin. 14, 15, 16, 17 – Rãnh lắp cánh và bộ làm kín. 18 – Buồng hơi vào. 19 – Đường ống hơi vào. 20 – rãnh dẫn hơi vào. 21 – Đầu lắp các manômet. 22 - Đầu lắp các nhiệt kế. 23 – Lỗ xả nước đọng. 24 – Đường dẫn hơi vào hâm sấy. 25 – Kính kiểm tra. 26 – Đầu lắp van an toàn. 27, 28 – Lối dẫn dầu nhờn vào và ra. 29 – Hơi làm kín tuốc bin. [...]... và tuốc bin thấp áp (3.66), hộp giảm tốc 2 cấp Hơi vào tuốc bin là hơi bão hoà, áp suất hơi vào tuốc bin (trước van khởi động) là 3,3/3,15 Mpa (áp suất thấp ứng với tải cực đại), lưu lượng hơi cực đại Gmax = 59, 3 t/h; lưu lượng hơi 197 đònh mức Gđm = 55 t/h, công suất đònh mức Nđm = 14700 kW Do hơi vào tuốc bin là hơi bão hoà nên tuốc bin có hệ thống xả nước đặc biệt, liên tục Tuốc bin cao áp có một... HÌNH 1 Tuốc bin hơi cao áp trên tầu hàng có công suất 95 60 kW Hình 3.61 Tuốc bin hơi tầu thuỷ loại xung kích cao áp Tuốc bin hơi là tuốc bin xung kích, cao áp có công suất 95 60 kW Tuốc bin bao gồm 10 tầng áp suất Thông số hơi vào tuốc bin: áp suất hơi P = 3 ,9 Mpa, nhiệt độ hơi t = 4500C, vòng quay tuốc bin n = 5340 vòng/ph Độ phản kích trên các tầng xung kích bằng 10% đến 20% Để khử lực dọc trục do... khử lực dọc trục do độ phản kích gây nên, ở chân cánh động có khoét các lỗ thông hai bên cánh, có tác dụng cân bằng chênh lệch áp lực phát sinh ở hai bên cánh 192 2 Tuốc bin hơi thấp áp trên tầu hàng có công suất 95 60 kW Hình 3.62 Tuốc bin hơi tầu thuỷ loại phản kích thấp áp Tuốc bin là loại tuốc bin phản kích có 9 tầng, công suất của tuốc bin 95 60 kW; vòng quay của tuốc bin 3550 vòng/ph; độ phản kích... tuốc bin và hướng dòng hơi ra khỏi các tuốc bin tới bầu ngưng Sau 4 tầng của tuốc bin tiến thấp áp hơi được trích tới bầu hồi nhiệt III Hơi trích có thông số: P=0,07 MPa; t=880C; khối lượng lương hơi trích cũng bằng 2150 kg/h Vòng quay của tuốc bin thấp áp ở điều kiện làm việc đònh mức là 35 09 vòng/ph 4 TUỐC BIN HƠI TẤU THUỶ CÓ CÔNG SUẤT 14.700 kW ðẾN 16.175 kW 196 Tuốc bin hơi thể hiện trên hình 3.65;... lai các máy phụ Khớp nối di động được dùng cho các tuốc bin có công suất lớn Trong khớp nối di động có khớp nối kiểu cam và kết cấu kiểu bánh răng Khớp nối kiểu bánh răng đơn giản về kết cấu và tin cậy trong sử dụng, được sử dụng rộng rãi trong hệ động lực tuốc bin hơi nước tầu thuỷ Khớp nối mềm: Trong khớp nối mềm có khớp nối mềm kiểu thuỷ lực và khớp nối mềm kiểu thuỷ lực – lò xo 2 Ổ đỡ trục Các... tầng đều chỉnh và 7 tầng tuốc bin xung kích áp suất Hơi sau hai tầng xung kích áp suất, được trích đến bầu hồi nhiệt I, hơi trích có thông số: P=0,8 MPa; t=2700C; khối lương hơi trích là G=2150 kg/h Từ khoang chứa hơi giữa tuốc bin cao áp và tuốc bin thấp áp hơi được trích tới bầu hồi nhiệt II Hơi trích có thông số: P=0,235 MPa; t=1770C; khối lương hơi trích cũng bằng G=2150 kg/h Vòng quay của tuốc... ngoài Nếu bên trong tuốc bin áp suất hơi lớn hơn áp suất khí quyển, thì hơi dò ra được dẫn vào buồng hơi B1 và theo đường ống hơi dẫn đi vào bầu ngưng của các bao hơi Phần hơi còn lại theo bộ làm kín b1 và được quạt A1 hút ra ngoài VI KHỚP NỐI, Ổ ĐỢ, Ổ CHẶN TRỤC TUỐC BIN 1 Khớp nối Theo k t c u kh p n i tu c bin t u thu có th chia ra thành khớp nối cứng, khớp nối di động và khớp nối mềm Khớp nối cứng... nhọn tạo thành lối hơi đi khuất khúc có tiết diện khác nhau Khi qua khe hẹp đầu tiên của bộ làm kín áp suất, entalpi giảm xuống và tốc độ của dòng hơi tăng lên do dòng hơi bò tiết lưu Sau đó dòng hơi đi vào khoang rộng entalpi lại tăng lên còn tốc độ giảm đi, cứ như vậy dòng hơi qua các khe hẹp và qua các khoang rộng tiếp theo, càng ở các lớp sau áp suất hơi và năng lượng của dòng hơi càng giảm đi,... ở trên, người ta còn có thêm các bao hơi để tăng cường làm kín tuốc bin Nếu bên trong tuốc bin áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển thì hơi được dẫn vào bộ làm kín từ buồng B2, hơi có áp suất lớn hơn áp suất bên trong tuốc bin do đó đi theo bộ làm kín 1 89 c2 vào bên trong tuốc bin, một phần hơi đi theo bộ làm kín b2, ngược với chiều không khí xâm nhập vào tuốc bin, hơi này cùng với không khí được quạt... bò chỉ vò trí của trục tuốc bin 15 – Thân bệ đỡ sau 16 – Thân bệ đỡ trước 17 – Van hơi vào 18 –Vành chắn chống dòng thứ cấp 19 – Vành chắn dầu nhờn Tuốc bin của hãng General Electric được chế tạo hàng loạt và được lắp trên các tầu hàng của Mỹ, cũng như của nhiều nước khác Thông số của hơi vào tuốc bin P=3 Mpa; t= 194 395 0C Tuốc bin có hai thân: tuốc bin cao áp và tuốc bin thấp áp Tuốc bin có hộp số . dao động. Do tác động của các dòng hơi thổi vào từ các ống phun, cánh động của tuốc bin có các dao động sau: - Dao động theo phương tiếp tuyến. - Dao động theo phương dọc trục. - Dao động. phương pháp lắp cánh động lên trục tuốc bin. 1 79 A) – cánh động được ép vào trục. B) – cánh động ép lên trục. C) – cánh động kết nối với trục kiểu tán đinh. D) – cánh động kết nối với trục. nửa dưới ghép nối với thân dưới. 178 Bánh tónh chòu tác động nhiệt độ cao của hơi nước, chòu tác động của rung động, chòu tác động của ứng suất nhiệt, chòu tác dụng của uốn, do đó vật liệu